JP3172811B2 - 高層建築物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高層建築物に係り、
特に、横風に起因する建築物の揺れを防止することがで
きるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、高層建物には、地震や風
等の外力による振動を防止するための装置や機構が設け
られているものがある。このような振動防止装置や機構
を設計する場合、地震と風による振動を考慮して設計す
るが、高さが１００〜２００ｍ程度の高層建物の場合、
地震による振動が支配的であるのに対し、３００ｍ以上
の高層建物の場合、地震よりむしろ風による振動が支配
的になる場合が多くなる。この風による振動は、図９に
示すように、建物１に横から強風Ｗが当たると、建物１
の角部で気流の剥離が生じ、建物１の風下側において大
きな渦流Ｓが規則的に発生するために生じる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記の場
合、建物１に、矢印で示すような変動揚力Ｆが発生し、
これによって建物１が横揺れし、特に建物１が共振した
場合、横揺れが極大となり、場合によっては建物１の破
壊につながりかねないという問題があった。この発明は
上記事情に鑑みてなされたもので、横風に起因する建築
物の揺れを防止することができる高層建築物を提供する
ことを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１の高層建築物は、高層の建物本
体の角部に、当該建物本体の互いに隣接する側壁から突
出する突出部が上下に延在する状態で建物本体と一体に
形成され、この突出部に、上記互いに隣接する側壁側に
向けて貫通する通風路が、前記突出部に突出している建
物本体の床により所定位置で区画された状態で上下に所
定間隔で形成されているものである。

【０００５】

【作用】請求項１の高層建築物にあっては、建物本体に
当たる横風は突出部によってその流れが制御され、その
一部の風が通風路を通ってスムーズに流れるので、従来
のような建物本体の角部での気流の剥離に起因する渦流
が発生することがなく、これによって、渦流による建物
本体の振動を防止する。また、上記横風のうち突出部の
外側を流れる風によって、建物本体の風下側において、
若干の渦流が発生する可能性があるが、この場合、該渦
流を上記通風路を流れる風によって吹き飛ばすことによ
って渦流に起因する建物本体の振動を防止する。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の高層建築物
の実施例を説明する。図１ないし図４は第１実施例を示
す。これらの図に示す高層建築物１０は５００ｍ程度の
高さを有する高層の建物本体１１と、この建物本体１１
の角部にそれぞれ形成された４条の突出部１２とを主体
として構成されている。

【０００７】上記建物本体１１は平面視略正方形状をな
すもので、高さ方向に積層された５０ｍ程度の高さを有
する多数のユニット１３…によって構成されている。各
ユニット１３は、多数（例えば１２枚）の床スラブが設
けられた多数階構造となっており、隣接するユニット１
３，１３の間には大床スラブ１５が配設されている。こ
の大床スラブ１５は建物本体１１の横断面と同形の平面
視略正方形状をなすもので、その４つの角部には長方形
状の突出片１５ａが一体形成されている。

【０００８】上記突出部１２は建物本体１１の角部に、
当該建物本体１１の互いに隣接する側壁１１ａ，１１ａ
から突出し、かつ上下に延在して形成されたものであ
り、上記各ユニット１３の角部に上下に延在して設けら
れた突出片１３ａ…と、これら突出片１３ａの上下の端
面に当接して設けられた上記突出片１５ａ…とから構成
されている。

【０００９】上記突出部１２には、各ユニット１３毎に
通風路１６が形成されている。この通風路１６は、互い
に隣接する建物本体１１の側壁１１ａ，１１ａ側に向け
て貫通するもので、上記ユニット１３の角部を隅切りし
てなる隅切面１６ａと、上下に隣接する大床スラブ１
５，１５の突出片１５ａ，１５ａの上下面と、上記突出
片１３ａの内壁面とによって形成されている。すなわ
ち、通風路１６は、突出部１２に突出している大床スラ
ブ１５の突出片１５ａにより区画された状態で上下に所
定間隔で形成されている。また、各通風路１６は平面視
において、建物本体１１の側壁１１ａに対して４５°傾
斜して形成されている。なお、この実施例では、通風路
１６を建物本体１１の下部のユニット１３、すなわち横
風によっては振動に殆ど影響を与えない部分には形成し
ていないが、本発明は当該部分に通風路１６を形成して
もよく、また、横風によって建物本体１１の振動に影響
する部分にのみ形成してもよい。

【００１０】また、上記構成の各突出部１２内には建物
本体１１の鉛直荷重を支持する大支柱（図示略）が上下
に貫通して設けられており、当該大支柱には、送電線、
給排水管、情報通信手段等のいわゆるインフラストラク
チュアや、エレベータ１７等が設けられている。このエ
レベータ１７としては、例えば、図２および図３に示す
ように、建物本体１１を２４階ごとに５分割し、上記突
出片１３ａに、ノンストップで９６階および７２階まで
一気に上昇する急行のエレベータ１７ａ，１７ｂを設け
るとともに、建物本体１１の一方の隅切面に、４８階お
よび２４階まで上昇する急行のエレベータ１７ｃ，１７
ｄを設け、さらに、このエレベータ１７ｃ，１７ｄに内
側および建物本体１１の他方の隅切面に、頂上まで２４
階ずつ上昇するローカルのエレベータ１７ｅを設けるこ
とができる。このようにすれば、５００ｍ級の高層建築
物においても短時間かつ効率のよい輸送を行うことがで
き、また建物本体１１の居住空間を最大限に確保するこ
とができる。

【００１１】上記構成の高層建築物１０においては、図
４に示すように、横風を受けた場合、当該横風は建物本
体１１の角部に設けられた突出部１２によってその流れ
が制御され、その一部の風Ｗ１が通風路１６を通ってス
ムーズに流れる。したがって、従来のような建物本体の
角部での気流の剥離に起因する渦流が発生することがな
いので、この渦流による振動を防止することができる。
また、上記横風のうち突出部１２の外側を流れる風Ｗ２
によって、建物本体１１の風下側において、若干の渦流
Ｓが発生する可能性があるが、この場合、該渦流Ｓが上
記風Ｗ１によって吹き飛ばされるので、この渦流に起因
する建物本体１１の振動を防止することができる。

【００１２】次に、上記実施例の高層建築物１０の効果
をより明確にするために、コンピュータシュミレーショ
ン解析による実験を行った。なお、比較例として、角部
に隅切りを付与した高層建築物２０についても同様のコ
ンピュータシュミレーション解析による実験を行った。

【００１３】図５および図６は高層建築物１０，２０に
左側から横風を当てた際の、時間の経過に伴う風力を示
したグラフである。これらのグラフから明らかなよう
に、比較例の高層建築物２０の場合、風力が大きく、し
かもその変化が大きいのに対し、実施例の高層建築物１
０の場合、風力が極端に小さく、またその変化も殆どな
いことが解る。なお、図５および図６においての線は
風方向の風力を示し、の太線は風方向と直交する方向
の風力を示す。このように、コンピュータシュミレーシ
ョンによる解析によって、実施例の高層建築物１０で
は、比較例の高層建築物２０、すなわち通常の高層建築
物に比べ、劇的な空気力学的効果を得られるのが判明し
た。

【００１４】図７および図８は第２実施例の高層建築物
を示す。これらの図に示す高層建築物３０は、５００ｍ
程度の高さを有する高層の建物本体３１の４つの角部
に、当該建物本体３１の互いに隣接する側壁間３１ａ，
３１ａを貫通する通風路３２を、上下に所定間隔で形成
したものである。

【００１５】上記建物本体３１は平面視正方形状をなす
もので、その４つの角部には、建物本体３１の側壁３１
ａから所定量突出した突出部３１ｂが建物本体３１の高
さ方向に延在して形成されている。また、この建物本体
３１は、上記第１実施例と同様に、高さ方向に積層され
た５０ｍ程度の高さを有する多数のユニット３３…によ
って構成されている。各ユニット３３は多数の床スラブ
が設けられた多数階構造となっており、隣接するユニッ
ト３３，３３の間には、建物本体３１の横断面と同形状
をなす大床スラブ３５が配設されていて、第１実施例の
場合と同様に、上記の通風路３２は、突出部３１ｂに突
出している大床スラブ３５の突出部により区画された状
態で上下に所定間隔で形成されている。上記通風路３２
は、各ユニット３３毎にその４つの角部に、上記突出部
３１ｂ，３１ｂに隣接する側壁３１ａ，３１ａ間を貫通
して形成されており、平面視において、建物本体３１の
側壁３１ａに対して４５°傾斜されている。

【００１６】上記構成の高層建築物３０においては、図
８に示すように、横風を受けた場合、当該横風の一部の
風Ｗ１は突出部３１ｂによってその流れが制御されて通
風路３２を通って、建物本体３１の背面側（風下側）に
スムーズに抜け出る。一方、建物本体３１の側壁３１
ａ，３１ａに沿って流れる風Ｗ２は建物本体３１の角部
で気流の剥離を生じ、建物本体３１の背面側において渦
流Ｓを生じさせようとするが、この渦流Ｓは大きく成長
する前に、上記風Ｗ１によって吹き飛ばされるので、こ
の渦流Ｓに起因する建物本体３１の振動を防止すること
ができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１の高層建築物によれば、高層の建物本体の角部に、当
該建物本体の互いに隣接する側壁から突出する突出部を
形成し、この突出部に、互いに隣接する側壁側に向けて
貫通する通風路を形成したので、建物本体に当たる横風
は突出部によってその流れが制御され、その一部の風が
通風路を通ってスムーズに流れる。したがって、従来の
ような建物本体の角部での気流の剥離に起因する渦流が
発生することがないので、この渦流による振動を防止す
ることができる。また、上記横風のうち突出部の外側を
流れる風によって、建物本体の風下側において、若干の
渦流が発生する可能性があるが、この場合、該渦流が上
記通風路を流れる風によって吹き飛ばされるので、この
渦流に起因する建物本体の振動を防止することができ
る。また、建物本体の背面側（風下側）に渦流が形成さ
れないので、背面圧が低下せず、よって風向方向の風力
も極端に低下する。特に、通風路を設けるための突出部
を建物本体と一体に形成するので、突出部および通風路
は建物本体を施工する際に同時に施工できるし、他に格
別の設備や機器を必要としないので施工が容易であるし
保守も不要である。また、通風路を建物本体の床により
所定位置で区画した状態で上下に所定間隔で形成するの
で、渦流の発生を最も効果的に抑制し得るように通風路
を自由に区画できかつ区画位置を自由に設定することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の高層建築物の概略構成
を示す斜視図である。

【図２】 本発明の第１実施例の高層建築物の要部を示
す平面図である。

【図３】 本発明の第１実施例の高層建築物におけるエ
レベータの状態を概略的に示す側面図である。

【図４】 本発明の第１実施例の高層建築物における風
の流れを示す平面図である。

【図５】 本発明の第１実施例の高層建築物に横風を当
てた際の、時間の経過に伴う風力を示したグラフであ
る。

【図６】 比較例の高層建築物に横風を当てた際の、時
間の経過に伴う風力を示したグラフである。

【図７】 本発明の第２実施例の高層建築物の概略構成
を示す要部の斜視図である。

【図８】 本発明の第２実施例の高層建築物の要部を風
の流れとともに示す平面図である。

【図９】 従来の高層建築物の要部を風の流れとともに
示す平面図である。

【符号の説明】１０，３０ 高層建築物 １１，３１ 建物本体 １２，３１ｂ 突出部１３，３３ ユニット １５，３５ 大床スラブ（床）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高層の建物本体の角部に、当該建物本体
   の互いに隣接する側壁から突出する突出部が上下に延在
   する状態で建物本体と一体に形成され、この突出部に、
   上記互いに隣接する側壁側に向けて貫通する通風路が、
   前記突出部に突出している建物本体の床により所定位置
   で区画された状態で上下に所定間隔で形成されているこ
   とを特徴とする高層建築物。